本文主要探讨的是一个毕业设计项目——全天候太阳能跟踪系统,其目标是设计一个能自动追踪太阳并调整太阳能电池板的光照角度,以提高太阳能电池的光电转换效率。这个系统对于太阳能空调、太阳能制氢、太阳辐射测量、材料老化实验、高效太阳能光伏发电以及高效太阳能热水器等领域具有重要意义。
太阳能跟踪系统的设计涉及多个学科,包括地理学、物理学、光学、运动学和控制理论。太阳能作为一种可再生的一次能源,具有资源丰富、免费使用且无环境污染的优点,对于推动节能减排的社会发展起着关键作用。因此,实现全天候的太阳跟踪,可以显著提升太阳能的利用效率。
本设计采用ATMEL公司的AT89C52微控制器作为核心,通过运放器LM354N和LM358构建比较模块,对光敏电阻感应到的光线强度与预设基准电压进行比较。当检测到的光线强度与太阳直射时的光线强度不一致时,比较器会向微控制器发送信号。微控制器根据这些信号进行逻辑运算,进而控制负责方位角和高度角的步进电机转动,使得太阳能电池板始终朝向太阳。此外,系统还配备了一个1602液晶显示模块,用于显示当前工作状态和时间。
具体工作原理是,系统利用九个光敏电阻感知环境光线强度,不同光照强度下,光敏电阻的阻值不同,这会影响比较器的正输入电压。如果太阳能电池板未正对太阳,九个光敏电阻的阻值会有所差异,比较器的输入电压也会变化。当输入电压超过预设基准电压时,比较器触发信号,微控制器据此调整步进电机,直至所有光敏电阻感应到的光线强度一致,确保太阳能电池板正对太阳。
系统设计中引入了单片机,利用其软件和硬件资源,提高了系统的智能化、可扩展性、可升级性和操作便捷性。通过全面的系统联调,证明了软硬件设计的合理性与可行性,为后续研究打下了坚实的基础。
关键词:光敏电阻组合检测元件、比较器模块、单片机(AT89C52)、液晶显示屏(1602)
这个毕业设计项目旨在构建一个经济、高效的全天候太阳能跟踪系统,通过精确控制太阳能电池板的角度,最大化地捕获和利用太阳能源,为可再生能源领域的应用提供了一个创新的解决方案。